Warum sind Titans Seen auf Radarbildern „schwarz“ und nicht transparent?

Dieser Artikel schlägt vor, dass das Radar die Seen durchdringen kann und berichtet, dass sie Hunderte von Metern tief sind. Der Artikel von space.com, auf den verwiesen wird, scheint aus einem Artikel von Geophysical Research Letters aus dem Jahr 2008 (ohne Paywall) zu stammen, der die Radarwellenlänge (2,2 cm) angibt und behauptet, dass sie in 2-20 m sauberem Kohlenwasserstoff absorbiert würde, aber auch andere weniger direkte Methoden zur Schätzung der Seetiefe, die höhere Werte ergeben.

[9] Ein letztes und völlig unabhängiges Maß ist die radiometrische Messung. Die dunkelsten Teile einiger Seen, im Allgemeinen die größten, sind „Schwarze Löcher“, die bis zum Grundrauschen des Instruments von ∼ −26 dB kein messbares Radarecho bieten [Stofan et al., 2007]. Dies erfordert nicht nur, dass die Oberflächenreflexion sehr gering ist (in Übereinstimmung mit einer glatten Oberfläche aus einem Material mit niedriger Dielektrizitätskonstante, wie z. B. einer flüssigen Kohlenwasserstoffoberfläche, die nicht durch Wellen aufgerauht ist), sondern erfordert auch, dass die Flüssigkeit tief und/oder verlustbehaftet genug ist, um a zu unterdrücken untere Reflexion. Seeböden mit einer gleichmäßig mit der Tiefe zunehmenden Sedimentdichte könnten ebenfalls Bodenreflexionen über eine Gradientenindex-Impedanzanpassung unterdrücken: Es gibt jedoch morphologische Hinweise wie dunkle Kanäle, die in fast ebenso dunkle Seen eingeschnitten sind, die darauf hindeuten, dass zumindest an einigen Stellen Bodenreflexionen vorhanden sind gesehen. Unter der Annahme, dass solche Seebodenmerkmale durch Säulenabsorption in „schwarzen“ Bereichen verborgen werden, kann auf eine Mindesttiefe geschlossen werden: Je niedriger die angenommene Verlusttangente δ ist, desto tiefer muss der See sein. Saubere flüssige Kohlenwasserstoffe haben δ ∼ 10−4 bis 10−3 [Sen et al., 1992; Rodriguez et al., 2003], obwohl suspendierte oder gelöste polare Moleküle wie Nitrile und kleine Tholinpartikel diese Werte erhöhen könnten. Eine Eindringtiefe (1/e Einwegabsorption – siehe z. B. ähnliche Berechnungen an anderer Stelle im Saturnsystem [Ostro et al., 2006]) von λ/2πδ√ɛ, wobei λ die Radarwellenlänge von 2,2 cm und ɛ der Realteil ist der Dielektrizitätskonstante (∼2), wären daher 2–20 m – Seen mit einem Reflexionsvermögen ungleich Null oder sichtbare Merkmale des Seebodens sind daher wahrscheinlich flacher als dieser Bereich.

Die Marsdaten stammen vom SHARAD-Instrument , das viel längere Wellenlängen verwendet (15-25 MHz, 10-20 m), was die unterschiedliche Absorption erklären könnte.

Von seiner 10-Meter (33-Fuß)-Antenne sendet SHARAD Radarwellen in einem Frequenzband, das von 25 bis 15 Megahertz gewobbelt wird, und erreicht so eine vertikale Auflösung von 15 Metern (50 Fuß) im freien Raum, die sich auf 10 Meter (33 Fuß) oder weniger im Untergrund.